عنوان پایان‌نامه
تهیه و شناسایی زخم پوش پایه کیتوزان با خواص تسریع کنندگی ترمیم زخم
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-داروسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1495.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64841
- تاریخ دفاع
- ۱۹ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- پدرام ملارفیع
- استاد راهنما
- پریسا خدیوپارسی, رضا ضرغامی
- چکیده
- در این پژوهش زخم پوش نوینی به شکل لایه لایه معرفی شده است. زخم پوش دارای یک لایه مواد موثره شامل کیتوزان، آلوئه ورا، تیمول و نانو نقره است که به کمک پیوند کیتوزان با کربوکسی متیل سلولز و توسط فرایند خشک کردن انجمادی شکل داده می شود و در بین دو لایه دیگر قرار می گیرد. لایه اول که مستقیماً با پوست در تماس است و وظیفه جذب آب و رساندن آن را به لایه مواد موثره دارد از سدیم آلژینات تشکیل شده که قسمتی از آن با کلسیم واکنش داده است. این لایه همچنین به عنوان مانعی برای رهایش مواد موثره به صورت یکجا عمل می¬کند و باعث رهایش کنترل شده مواد موثره می¬شود. لایه سوم و لایه بیرونی لایه تنفس پذیر پلی یورتان است که وظیفه آن بهبود خواص مکانیکی محصول نهایی و ممانعت از اتلاف مواد موثره (از طریق ضربه یا اصطکاک) است. خواص فیزیکوشمیایی، مکانیکی، ضد میکربی و زیستی این زخم پوش مورد بررسی قرار گرفته اند، همچنین شکل کلی تخلخل ها و اندازه آنها در زیر میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفته است تا از طراحی مناسب زخم پوش اطمینان حاصل شود. خواص فیزیکو شیمیایی توسط آزمونهای جذب و انحلال در آب، انحلال در تیمول و تراوایی بخار آب بررسی شده¬اند. لایه مواد اولیه و لایه آلژینات ساخته شده به روش قالب ریزی قابلیت جذب آب تا 75/3 برابر وزن خود را دارا هستند. لایه مواد اولیه پس از شش روز بودن در آب حدوداً 20 درصد وزن خود را از دست می¬دهد در حالی این رقم برای لایه آلژینات ساخته شده به روش قالب ریزی زیر 1 درصد است. از طرف دیگر استفاده از لایه آلژینات ساخته شده به روش خشک کردن انجمادی جذب و انحلال پذیری در آب را بسیار افزایش می¬دهد، به طوری که جذب آب آن به حدود 20 برابر وزن خود و کاهش وزن آن در اثر انحلال پس از شش روز تا 40 درصد وزن اولیه می¬رسد. خواص مکانیکی توسط آزمون تعیین مقاومت مکانیکی با استفاده از استاندارد ASTM D882 اندازه گیری شده است. لایه ماده موثره در ابتدا خواص مکانیکی ضعیفی دارد که با اضافه شدن پلی یورتان، این خواص به شدت بهبود می¬یابند. محصول نهایی توانایی مقاومت در برابر کشش بیش از 13 نیوتن و افزایش طول تا 8 الی 9 برابر طول اولیه خود را داراست. خواص ضد میکربی نیز توسط دو آزمون چاهک و کلاهک و حداقل غلظت¬های متوقف کننده رشد و کشنده باکتریها بررسی شده¬اند. نشان داده شده است که مواد ضد میکربی موجود در لایه مواد موثره با غلظت¬هایی بسیار پایین¬تر از غلظت¬های استفاده شده در محصول قادر به از بین بردن باکتری¬ها هستند (به عنوان مثال تیمول در غلظت¬هایی بین 128/1 (یک صد و بیست و هشتم) تا 64/1 (یک شصت و چهارم) غلظت مورد استفاده نیز قادر به از بین بردن باکتری¬هاست.) همچنین نشان داده شده که این مواد به هنگام ترکیب در محصول نهایی خواص ضد میکربی خود از دست نداده و حتی بهبود می-بخشند. سمیت سلولی نیز برای مواد موثره و آلژینات مورد استفاده مورد بررسی قرار گرفته است. به عنوان مثال مشاهده شده است که تیمول باعث رشد شدید و چند برابری سلول¬ها تا بیش از دو برابر مقدار اولیه خود می¬شود. نتایج این آزمونها با نتایج آزمون رهایش مقایسه شده و با مدلهای ریاضی تطبیق داده شده¬اند. آزمون رهایش نشان¬دهنده نزدیکی روند رهایش تیمول در این محصول به هر دو مدل توانی و لگاریتمی است. عدد n بین 62/0 تا 67/0 به¬دست آمده که نشان دهنده رهایش نامعمول است. این ازمون همچنین نشان می¬دهد که محصول نهایی بین 50 تا 70 درصد کل تیمول خود را در 3 روز اول رها می¬کند، که با مقایسه با آزمون¬های میکربی و سمیت سلولی، به ما در مورد عملکرد مناسب محصول اطمینان می¬بخشد.
- Abstract
- In the present thesis, a novel wound dressing in the form of a sandwich is introduced. The Dressing contains an Active Pharmaceutical Ingredients (or API) layer comprising Chitosan, Aloe Vera, Thymol and Nano Silver and is formed by bonding chitosan and CarboxyMethyl Cellulose (CMC) and freeze drying the resulting product. This layer is sandwiched between two other layers. The first layer contacts the skin directly and is responsible for absorbing wound exudate and wetting the API layer. This layer comprises a Sodium Alginate film or foam, partly reacted with Calcium Chloride, and also acts as a barrier for the release of API, reducing the pace of release and causing a sustained release. The third and the outer layer is a breathable Polyurethane film responsible for improving the mechanical strength of the final product and protecting it from environmental pollution. Physicochemical, mechanical, antimicrobial and biological properties of the dressing were assessed. Porosity and pore size of the dressing was also analyzed using Scanning Electron Microscopy to give a better understanding of the relation between the structure of the product to its behavior. Physicochemical properties were assessed using water and thymol solubility, water absorption and water vapor transmission rate tests. The API layer and the Alginate layer made by casting were shown to be capable of absorbing water up to 3.75 times their weight. The API layer loses about 20% of its original weight after being in water for 6 days, whereas in the case of the cast Alginate layer, the loss is less than 1% of its weight. Using the freeze dried alginate layer increases both water uptake and solubility significantly, as it has shown to be capable of absorbing up to 20 times its weight in water, as well as losing 40% of its original weight after 6 days of suspension in water. Mechanical properties were assessed by tensile strength tests using a modified ASTM D882 standard. The original API layer has shown a very weak tensile strength, which is improved significantly by attaching it to the polyurethane layer. The final products has a maximum stress of over 13N and is capable of stretching up to 8-9 times its original size. Antimicrobial properties were assessed by Disk Diffusion, Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Bactericidal (MBC) Concentration tests. The active ingredients in the API layer were shown to be capable of inhibiting bacterial growth at much lower concentrations than those used in the final product (ex. Thymol has an MIC of 1/128 to 1/64 of the concentration used in the final product). It was also shown, by disc diffusion tests, that these ingredients keep their antibacterial properties when used to make the final product. Cell toxicity was also measured for active ingredients and Alginate. As an example, Thymol was shown to increase cell growth up to twice their original count. The release of Thymol from the product was also studied. Adaptation of the results of Thymol release tests to mathematic models shows the vicinity of thymol release to both logarithmic and power models. In power model, n, the power number, was found to be around 0.62 to 0.67, denoting anomalous release. Results also show that the dressing will release 50 to 70% of its total Thymol in the first 3 days of suspension in phosphate buffer. Comparing release to antimicrobial and cell toxicity tests can prove that the final product has favorable antimicrobial and healing properties.
